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2017第十届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第一阶段赛题发布:无体力赛题下载地址:www.tzmcm.cn d# e K( t8 t* I4 S
1 Z: [4 \# |2 l0 V; v5 |( o7 |" K9 n/ G0 c- |* e
$ ^" }/ G$ A6 g) A: A0 hA题 安全的后视镜) H* f3 O' d' t9 I6 u( e; d
汽车后视镜的视野对行车安全非常重要. 一般来说, 汽车的后视镜需要有" r. d9 s) o6 [3 U0 X$ J+ `
良好的视野范围, 以便驾驶员能够全面地了解车后方的道路情况. 同时, 后视, s5 w" T* M% F3 k
镜也要使图像的畸变尽可能小, 以使驾驶员能够准确地判断距离.. a5 H4 _3 p- l( E- P# B
如果汽车的后视镜使用平面镜, 图像没有畸变, 对距离的判断十分准确.
; P# N$ z7 Y2 H) l* H但是当镜面大小受限时, 视野相对较小. 如果使用凸面镜, 可以以较小的镜面
% G. i' C. u+ e8 g3 H) @获得更加宽广的视野, 但是图像存在畸变, 很难准确判断镜中物体与自己的/ { X* V4 ^$ [; r: n$ u( R
距离. 有的镜面是由平面镜和凸面镜拼合在一起组成, 意图兼顾两者的优点.# \1 r3 m$ z# Y- q3 Z
但事实上, 驾驶员在观察后视镜时, 两者很难同时看清. 较受欢迎的做法是构
- b; ~) U( G' {! I. T* n造一个变曲率的后视镜, 使后视镜可以兼顾两者的优点, 也降低了观察和距
4 |& r* K4 v2 u% Y& ?" R离判断上的难度. 目前市场上有售不同设计的变曲率后视镜. 最常见的是一" b8 k) C1 }! G i0 b7 a
种双曲率后视镜, 内侧接近平面镜, 外侧则是一个凸面镜, 在它们之间进行了2 b) a" w8 y4 Z/ C: G
平滑的过渡. 图 1 是两个例子, 为了便于驾驶员对距离进行判断, 镜中由虚线2 k" s$ C g4 r0 M* N/ N! |0 ~
或细实线示意了不同曲率的镜面间的分界线. 它们的具体设计有所区别, 性; O4 l( S- M. f9 z( f. w
能也会有所不同.3 E1 f0 A9 Y/ g0 X
第一阶段问题: 对典型的小型家用轿车而言, 共有三面后视镜, 左右车门的
, H8 a: |7 }5 ]+ Y' [5 a外侧各装一面外后视镜, 车内正中还有一面内后视镜. 假设两面外后视镜都
4 ^4 z$ E) A+ _/ K# y; T& J S设计成如图 1 所示的双曲率后视镜, 请你建立相应的数学模型, 对外后视镜2 S- v4 Q y8 Q- t5 m: X
给出优化的设计方案, 包括镜面的曲面外形以及分界示意线的位置. 并以一
/ x& d8 u9 R, H R) h6 P0 y种现有的轿车为例 (可自选), 给出具体的计算结果, 镜面的轮廓可以沿用现有
1 r, F' C* C; y# @) e( t+ Z的设计. 由于我们只做理论上的研究, 所以在设计时暂不需要考虑和遵循相
- }+ D6 `1 c9 |9 l8 i7 a: L应的国家标准.
% z& [& A& d, E19 `, k7 K8 S* c8 @9 L
图 1: 变曲率后视镜的例子
, a3 }0 u2 Z7 G" H) l2 \$ z# K" n9 k# ]' t, H4 l4 B
1 U3 ^3 x: v2 f3 fB题 岁月的印记
, |1 k5 x* B( s' }; M; Q对同一个人来说, 如果没有过改变面容的疾病、面部外伤或外科手术等经
/ s; U/ s/ b, e; D2 f C! d4 E历, 年轻和年老时的面容总有很大的相似性. 人们在生活中也往往能够分辨" [$ v. y( E2 k+ U
出来两张不同年龄段的照片是不是同一个人. 当然, 年龄段相差越大, 识别起. d+ L* ]4 U6 |* t5 Z
来也就越困难.
6 N7 V! A2 ?) p, y) G9 ^ C第一阶段问题: 请你建立合理的数学模型, 当我们给出两张不同年龄段的面
' K% \% X" d4 [+ W3 Y, p; i部照片时, 可以通过算法来自动识别是不是同一个人. 为简单起见, 我们可以7 f# A- g7 ^- u$ V, ?
假设两张照片都是标准位置和标准光线下拍摄的, 例如都是一寸证件照.
: ~6 f: O! s4 V2 V6 `, G8 d
7 J2 x U! e: F- R
# r R) `* s0 R+ yC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?
# t: O9 H. ^6 X6 n x+ v, o& C8 |8 O2017 年的全国硕士研究生招生考试共有 201 万人报名参加,比去年增加
( L9 e7 g& G, {. ~5 \. i了 24 万名考生,增加 13.56%。看起来新一轮的考研热潮即将到来,而考研教 U1 J: u# C% i) e- p' B
学和培训的市场也发生了巨大的变化。移动互联网时代的到来,使得许多考
1 F ?4 N) T7 o7 u; |6 D* n研教学活动转移到了手机等移动互联网平台。现在的线上学习市场中,纷纷
$ q/ i$ l9 G+ |! b2 ?$ z. Y+ h6 B) K* q涌现了依托于移动互联网的产品,如教学 app,手机题库,单词本,错题本或
, R; f( P i' h依托于现有移动端视频平台的直播课程等。移动端产品的使用人数较 PC 端2 x8 G" A# Y# h% l5 Z2 _
更高,使用时长更长。国内某知名考研网站为了深入了解移动端考研产品的
5 n% L# \' L$ Z4 ~市场占有率和发展趋势,开展了网上问卷调查,问卷格式如附件 1 所示。共收# l" w9 [ K. Z( j: r
集有效问卷 38182 份,我们从中随机抽取出 10000 份样本形成了附件 2。请* c4 m- {6 y" ^, |
你建立合理的数学模型解决如下问题。' V' z X: o- W0 X$ A
第一阶段问题:
8 M. D9 n5 n) l$ d, u# B. F1. 请依据附件 2 中的数据进行数据挖掘,找出影响移动端考研产品发展4 m2 s) z6 @; A/ I4 m! k
的主要因素。
[3 ~, P# P+ P: p2. 请估计移动端考研产品的合理价格区间,预测移动端考研产品的潜在
& L! i: z! P; H6 C$ q! S% X5 x) L市场占有率。0 U, a8 a' L1 k# ~' H6 Q# }
3. 请选择一个高校相对较多的城市作为研究对象,充分考虑经济、社会
$ x& E; y# r+ n- x情况和考研教育的特点,评价移动端考研产品投放的可行性。
' p, B- c6 p7 I! }" P4 j0 I
' ?% w/ j! ^/ P ]/ m# a$ `9 wD题 教室的合理设计" t( V4 `/ Y- f2 B- |: s# j9 |# ], `
(本题仅限中学组和专科组选用)( t( U' ~) y/ E. u
某培训机构租用了一块如图一所示的场地,由于该机构开设了多种门类; u- E- d( S# l# j/ O3 a! x! @3 g3 w7 t
的课程,所以需要将这块场地通过加入一些隔墙来分割为多个独立的教室和) @- @2 H- |# L
活动区。请你建立有效的数学模型,为该机构完成合理的教室设计。对设计
3 C) n2 H6 k9 @4 I$ x2 k' H i# S分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 9 t. j8 O3 O; B5 `# m; L1 q. [
第一阶段问题:
: i/ d$ Y3 a& p1. 需要分割出 4 个能容纳至少 30 个座位的教室,2 个能容纳至少 4 个
' ^/ H0 f9 t' \# ~# p) w- w) P4 O座位的接待室,不少于 10 平方米的储物空间,不少于 10 平方米的休息区,不& H* \: Z0 `$ D% G* f1 _
少于 5 平方米的前台接待区。教室之间,教室与接待室之间的出入不能相互
; r D, l, B" x+ Y影响。假定每个座位占用的空间为 0.8 平方米,每个教室的第一排和黑板之, \! @' G- k- `3 B3 y, r
间的距离不能小于 1.5 米。门的开关需要占用 0.6 平方米。为了简单起见,在* O; H% Z9 p5 D' s" F
设计中可以忽略墙占用的面积。
# a0 X0 z* y9 K+ [5 e$ n2. 在要求 1 的基础之上,考虑让教室能容纳的座位数尽可能的多。
7 a' C, n' |) L- b( k: p3. 在要求 1 的基础之上,考虑分割出尽可能多的能容纳 30 个座位的教
: @; r, W9 n! v* E& S室。
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